Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

pencil
Узнай стоимость на индивидуальную работу!
icon Цены в 2-3 раза ниже
icon Мы работаем
7 дней в неделю
icon Только проверенные эксперты

Изучение физического маятника

Тип Реферат
Предмет Физика
Просмотров
263
Скачиваний
711
Размер файла
53 б
Поделиться

Изучение физического маятника

Министерство образования РФ

Рязанская государственная радиотехническая академия

Кафедра ОиЭФ

Контрольная работа

"Изучение физического маятника"


Цель работы: изучение законов колебательного движения на примере физического маятника.

Приборы и принадлежности: маятник универсальный ФПМ04.

Элементы теории

Колебания - это процессы (движения или изменения состояния), в той или иной степени повторяющиеся во времени.

Колебательные процессы разделяют на механические, электромагнитные, электромеханические и т.д.

Механические колебания – колебания физических тел (маятников, струн, частей механизмов и т.д.); электромагнитные – колебания величин показывающих состояние электромагнитного поля (переменного электрического тока в цепи, колебания векторов напряженности и магнитной индукции переменного электромагнитного поля); электромеханические - колебания физических тел под действием электромагнитных полей (мембраны телефона, диффузора электродинамического громкоговорителя и т.д.)

Колебательная система – система совершающая колебания.

Любые колебания могут быть свободными или вынужденными.

Свободные колебания или собственные колебания – есть колебания, которые происходят в отсутствии переменных внешних воздействий на колебательную систему и возникает при однократном отклонения системы от состояния ее устойчивого равновесия.

Вынужденные колебания – есть колебания, возникающие, в системе под влиянием переменного внешнего воздействия.

Гармонические колебания подчиняются по закону:

1) ,

где A- амплитуда колебаний; w0 = 2p/Т - круговая частота; Т - период; t - время; a - начальная фаза колебаний; (w0 + a) – фаза колебаний.

Функция x(t) в (1) представляет собой решение дифференциального уравнения свободных колебаний:

2) ; .

Физическая система, выведенная из состояния равновесия и предоставленная самой себе, в которой изменение одного из параметров описывается дифференциальным уравнением (2), называется классическим гармоническим осцилятором.

Физический маятник - любое твёрдое тело которое под действием силы тяжести может свободно качаться вокруг неподвижной горизонтальной оси, не проходящей через центр масс. Движение маятника описывается уравнением:

3) ,

где I - момент инерции мятника; j - угол отклонения маятника от положения равновесия; t – время; M – момент действующих на маятник сил.

В данной работе в качестве физического маятника используется однородный стальной стержень дайны l. На стержне закреплена опорная призма, острое ребро которой является осью качения маятника. Призму можно перемещать по стержню. Пусть расстояние от оси качения маятника до его центра масс равно b.

4) ,

где - момент инерции стержня относительно оси, проходящей через его середину, m - масса маятника.

Момент силы тяжести, действующей на маятник:

5) .

Знак "минус" ставится так, как направление действия возвращающей силы и j всегда противоположны.

В данном случае моментом силы трения можно пренебречь. Подставляя выражения для I и M в (4) получаем уравнение:

6) , где

7) .

Решением данного уравнения является функция:

8) j(t) = j0sin(w0t + a).

Амплитуда j0 и фаза aзависят от того, как возбуждаются колебания маятника.

Период колебаний T = 2p/w0 равен:

9) .

Период колебаний физического маятника не зависит ни, от фазы, ни от амплитуды колебания. Это утверждение справедливо для колебаний, подчиняющихся уравнение (7). Движение маятника описывается этим уравнением приближенно - в той мере, в какой справедлива использованная при выводе (7) формула sin(j) »j. Исследование правильности утверждения о том, что период колебаний маятника независит от амплитуды, является чувствительным методом проверки теории. Как известно, период колебаний математического маятника определяется формулой:

10) , где l - длина математического маятника.

Поэтому величина

11)

называется приведенной длиной физического маятника. Точку О’, отстоящую от точки опоры O на расстояние lпр, называют центром качания физического маятника, Можно доказать, что точка опоры и центр качания маятника обратимы, т.е. при качании маятника вокруг точки O период должен быть таким же, как и при качании вокруг точки O’. Исследование справедливости этого утверждения является другим методам проверки теории. Ещё один метод заключается в проверке правильности формулы (9). Величину b можно изменять, передвигая опорную призму по стержню.

В данной работе в качестве математического маятника используется металлический шарик, подвешенный на двух расходящихся нитях, длину которых можно изменять.

Расчётная часть

После работы с установкой имеем все данные, которые занесены в таблицу и длину физического маятника lизм = 0,6 м.

Теперь построим график зависимости T2b от b2.


Физический маятник
Nb1×10-2мti1, с, с, с
140563,1262,981,57
262,87
362,96
Nb2ti2, с, с, с
140853,01531,32
252,95
353,03
Nb3ti3, с, с, с
1401446,7646,811,17
246,81
346,85
Nb4ti4, с, с, с
14018 Пересчитывай46,0646,011,15
246,01
345,95
Nb5ti5, с, с, с
1402045,5445,641,14
245,78
345,61
244,97
345,07

Возьмём несколько точек на графике и найдём по их параметрам (T2b и b2) значения и для данных точек.


; ;

Для точки A:

;;

Для точки B:

;;

Для точки С:

;;

По найденным значениям величин и для точек А, В, С найдём их средние значения:

;;

Отсюда найдём значения g (ускорения свободного падения) и l (реальная длина маятника).

= 10,09 м/с2. l = 0,57 м.

Найденное значение l примерно равняется lизм.

Теперь оценим погрешность величины g.

Выражая g из формулы (9) получим формулу вида: .

Вычисление g по данной формуле допускает определение погрешности вычисления величины g по упрощённой формуле.

; ; ; при DT = Dt имеем:

;

Для нахождения абсолютной погрешности Dg, найдём погрешности величин найденных прямыми измерениями: Dt, Db и Dl.

при tc = 1,96, k = 1.1(для P = 0,95) и с = 10-3 с.

с.

Так как различные длины bi измерялись по одному разу (Dсл» 0).


при k = 1.1(для P = 0,95) и с = 10-3 м.

м.

Значение Dl = Db, т.к. l измерялось тем же измерительным инструментом и 1 раз, как и b.

м.

Теперь подставим значения абсолютных погрешностей Dl, Db и Dt в формулу расчёта Dg:

м/с2.

g = 10,1±0,5 м/с2.

Далее по формуле (11) найдём приведённую длину физического маятника lпр.

м.

Найденное значение приведённой длины lпр равняется длине математического маятника.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Экономика
Маркетинг
Информатика
icon
115150
рейтинг
icon
2793
работ сдано
icon
1260
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
112237
рейтинг
icon
5477
работ сдано
icon
2470
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
76693
рейтинг
icon
1888
работ сдано
icon
1197
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
49 200 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
СибАДИ
Работа выполнена великолепно, реферат без замечаний, оформление на самом высоком уровне
star star star star star
БГПУ
Спасибо, были мелкие недочеты, не очень важные, исправлены самостоятельно. В целом все отл...
star star star star star
РГСУ
спасибо большое! все очень быстро, недорого, хорошо сделано) преподаватель поставил 5!:)
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

выполнить курсовую

Курсовая, разработка и реализация проектов

Срок сдачи к 31 мар.

1 минуту назад

Доработать готовую контрольную

Другое, Социология права

Срок сдачи к 31 мар.

4 минуты назад

Определите часовой дебит бетонного колодца

Решение задач, география

Срок сдачи к 21 мар.

6 минут назад

Помощь на экзамене по сопромату

Онлайн-помощь, Сопромат

Срок сдачи к 29 мар.

9 минут назад

Решить задачи ЕГЭ по информатике

Решение задач, Информатика

Срок сдачи к 23 мар.

11 минут назад

Требование к работе прикрепил вордовским...

Курсовая, Бугалтерский (финансовый) учёт

Срок сдачи к 1 апр.

11 минут назад

Сделать 5 заданий

Перевод с ин. языка, Английский язык

Срок сдачи к 24 мар.

11 минут назад

Аттестационная работа

Другое, Открытые Горные Работы

Срок сдачи к 27 мар.

11 минут назад

Ответить на вопросы

Контрольная, Инженерное обустройство территории

Срок сдачи к 23 мар.

11 минут назад

Исковая форма защиты права

Курсовая, гражданский процесс

Срок сдачи к 17 апр.

11 минут назад

Гос экзамен по психоанализу

Онлайн-помощь, Психоанализ

Срок сдачи к 10 апр.

11 минут назад

Просто довести работу до антиплагиата вуза выше 75%

Магистерская диссертация, Психоанализ

Срок сдачи к 24 мар.

11 минут назад

Сделать все строго по плану и по примеру методичек

Курсовая, Туристко-реакционное проектирование

Срок сдачи к 31 мар.

11 минут назад

Ответить на два вопроса и решить задачу

Контрольная, административная деятельность

Срок сдачи к 29 мар.

11 минут назад

Решение заданий

Контрольная, Антикризисное управление

Срок сдачи к 26 мар.

11 минут назад

Презентация

Презентация, Бж зфо

Срок сдачи к 22 мар.

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход или
регистрация
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно